[发明专利]一种磁性除磷剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性除磷剂的制备方法，包括：(1)惰性气氛下，将铁盐和亚铁盐溶于水中得到混合溶液，加入碱液至pH为8.5‑10，经搅拌反应后得到磁性胶体溶液；(2)向磁性胶体溶液中投加无机混凝剂或/和有机絮凝剂，继续搅拌反应后，静置，用磁铁收集黑色产品，水洗至中性，然后经真空干燥后即得磁性除磷剂。本发明采用一锅法通过在磁性四氧化三铁制备过程中同时加入PAC和/或PAM，使得磁性四氧化三铁粒子被包覆，粒子之间不易团聚，与污染物的接触效果更好，同时PAC和/或PAM协同除磷，除磷效果更好，并且由于磁性除磷剂中的磁性粒子被包覆，使得除磷的有效粒子不易浸出脱落，除磷剂可通过碱处理再生且重复利用性好。

技术领域

本发明涉及一种磁性除磷剂及其制备方法，属于废水除磷剂技术领域。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，大量氮、磷废水排入河流、等水体环境 中，导致水体富营养化问题日趋严重，其中又以磷为关键因素。就目前形式看， 总磷仍是城镇污水处理较难控制的指标之一，且仅靠生物处理工艺不能满足日益 严格的出水排放标准，这就直接导致了世界范围内因磷过量而引发的水污染问 题。因此，磷的去除已经迫在眉睫。

目前，普遍使用的除磷方法大致分为四种，即化学沉淀法、结晶法、生物法 和吸附法。化学沉淀法虽然操作简单、除磷效果稳定，但存在着需要持续投加药 剂、化学药剂耗量大、运行费用高、不能重复利用，且产生大量的二次污泥，增 加处理成本等问题。目前常用的除磷剂主要为铁盐、铝盐、聚铁、聚铝等混凝剂 以及PAM絮凝剂等。对于混凝剂除磷，张智^[1]在对城市污水的化学除磷探讨中 发现化学除磷的主要问题是药剂价格昂贵、运行费用较高、由于消耗一定量药品 及产生大量化学污泥，污泥处理处置的难度加大；而徐建宇^[2]发现絮凝剂单独作 用除磷时，其捕集能力不强，除磷效果不佳，需要与铁盐、铝盐联用，协同除磷。 结晶法主要是生成鸟粪石，虽然成本低、易于控制，但易堵塞管道，维护成本高。 生物法由于其成本低、环境友好，应用广泛，但处理效果不稳定、易受外界影响。 吸附法虽然工艺简单，但是存在着吸附剂选择性高、吸附容量有限、再生困难等 缺点，所以关键在于吸附剂，目前有学者利用四氧化三铁在磁场下易回收利用的 特性进行除磷，但由于四氧化三铁在水中易于团聚，导致吸附能力下降，需要对 其进行改性^[3]。因此，研究制备高效、易再生的除磷材料和方法是非常有必要的。

[1]张智，城市污水化学除磷的探讨，重庆环境科学，2002.

[2]徐建宇，几种混凝剂深度除磷性能的对比研究，广西轻化工，2009.

[3]胡小莲，四氧化三铁/聚乙烯亚胺纳米颗粒的制备及除磷性能的研究，环 境科学学报，2017.

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是在于提供一种药剂用量少、 除磷效果好、易再生、可重复利用性好的磁性除磷剂的制备方法，采用一锅法通 过在磁性四氧化三铁制备过程中同时加入PAC和/或PAM，使得磁性四氧化三铁 粒子被包覆，粒子之间不易团聚，与污染物的接触效果更好，同时PAC和/或PAM 协同除磷，除磷效果更好，并且由于磁性除磷剂中的磁性粒子被包覆，使得除磷 的有效粒子不易浸出脱落，除磷剂可通过碱处理再生且重复利用性好。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种磁性除磷剂的制备方法，包括以 下步骤：

(1)惰性气氛下，将铁盐和亚铁盐溶于水中得到混合溶液，加入碱液至pH 为8.5-10，经搅拌反应后得到磁性胶体溶液；

(2)向磁性胶体溶液中投加无机混凝剂或/和有机絮凝剂，继续搅拌反应后， 静置，用磁铁收集黑色产品，水洗至中性，然后经真空干燥后即得磁性除磷剂。